プロテインA連続捕捉(PCC)
破過分を後続カラムで捕捉し、樹脂量と緩衝液を削減する。
- 親和捕捉強化
- 樹脂利用率向上
連続クロマトグラフィー装置は、複数カラムを連続・周期的な向流で運転し、樹脂の利用率と時間あたり生産性を高める精製システムです。PCC・SMB・MCC(BioSC/Contichrom)などの方式があり、1本が破過し始めた分を後続カラムで捕捉することで、同じ処理量をより少ない樹脂量・緩衝液量・設置面積で達成します。プロテインA捕捉をはじめ、プロセス強化と連続生産を支える中核装置として位置づけられます。
連続クロマトグラフィー装置は、2本以上のカラムを周期的に切り替えながら向流で運転し、1本のカラムが破過し始めた分を後続カラムで捕捉することで、樹脂の動的結合容量を最後まで使い切る精製装置です。単カラムのバッチ運転では破過を避けて安全側で負荷を止めるため樹脂と緩衝液に余裕を持たせますが、連続方式では小型カラムを高頻度で回し、同じ処理量をより少ない樹脂量・緩衝液量・設置面積で達成します。プロセス強化(intensification)と連続生産の中核装置と位置づけられます。
選定の第一軸は方式です。プロテインA捕捉のような単一の親和工程を連続化するならPCC(Periodic Counter-Current、通常3〜4カラム)が中心で、塩や有機溶媒の二成分分離・連続精製にはSMB(擬似移動層)や、勾配運転と多カラム捕捉/ポリッシュを柔軟に組めるBioSC/Contichrom型のMCCが向きます。第二軸はカラム本数とバルブ系の自由度、第三軸は流路形態(ステンレス再使用かシングルユースか)と耐圧・流量域、第四軸はサイクル設計を支える制御ソフトとPATによるUV連動の自動切替能力です。
工程設計では、まず単カラムで破過曲線(DBC)と溶出プロファイルを取得し、これを基に各ゾーンの滞留時間・切替容量・カラム数を決めます。捕捉工程ではUVの破過しきい値で次カラムへ負荷を渡し、ポリッシュ/SMBでは抽残液・抽出液の純度と収率がトレードオフになるよう流量比を最適化します。連続化は緩衝液・樹脂コスト削減効果が大きい高負荷・高価樹脂の工程ほど効きやすく、まずバッチで条件を固めてから連続パラメータへ移すのが定石です。
基本的には、単カラムで破過曲線と溶出条件を把握したうえで、各ゾーンの切替容量とカラム本数を設計し、UV破過しきい値に連動させて複数カラムを連続運転します。
連続クロマトグラフィー装置は、高価樹脂を使う捕捉工程の強化と、連続・コネクテッド生産への組み込みを中心に使われます。
破過分を後続カラムで捕捉し、樹脂量と緩衝液を削減する。
CEX/AEXを多カラム化し生産性と緩衝液効率を高める。
擬似移動層で目的成分を抽出液・抽残液に連続分離する。
上流連続培養と接続しコネクテッド製造の精製を担う。
小カラム高稼働で樹脂・設置面積・緩衝液を圧縮する。
連続クロマトグラフィー装置は、捕捉工程に高価樹脂を使い大量処理が必要なモダリティーで特に効果を発揮します。